摘要：随着新型电力系统的“双高”特征凸显,电网中的宽频动态成分日益复杂,对功率及电能计量技术提出了新的需求与挑战。发展量子功率及电能标准是电力量子计量技术研究的主流趋势,但传统的差分测量方法在传递交流量子电压阶梯波量值时,量子电压的合成频率被限制在1 kHz以下,以确保测量准确度达到10^(-6)量级。针对上述问题,文中提出了一种基于可编程约瑟夫森电压的宽频量子功率及电能标准设计方案,通过下采样原理的宽频量子差分测量方法,实现宽频信号向低频量子电压阶梯波的可靠量值溯源,有望将功率及电能的量子测量频率从当前的工频提升至10 kHz以上。通过构建实验系统,以脉冲驱动型交流约瑟夫森电压标准的输出为被测信号,证明所述下采样测量方法在1 kHz频点上的有效值测量结果与传统差分测量结果的一致性优于3×10^(-6),扩频测量至10 kHz时没有显著的测量偏差,以上测量结果为构建最优合成不确定度达到10^(-6)量级的宽频量子功率及电能标准提供了技术支撑。

摘要：馈针作为一种有效增加陶瓷天线工作带宽的元件,其尺寸偏差可能导致其天线谐振点偏移,从而引发天线性能损失,损失达到原本带宽的40%。传统的陶瓷天线馈针初检通常依赖人工操作,效率低且容易漏检,进而导致检测结果不准确。为解决这一问题,文中首先从理论上分析了陶瓷天线馈针尺寸与质量大小之间的关系,然后进行了实验验证。借助STM32微处理器设计了一种基于统计称重的陶瓷天线馈针检测装置。该装置安置于振动盘物料下落处,可完成记数和称重操作,从而获得当前批次陶瓷天线馈针的平均质量大小,实现初步检测,同时在上位机显示当前检测的陶瓷天线馈针的检测数据。实验结果表明,设计的装置对于落入其中的陶瓷天线馈针具有高度敏感性,通过统计称重方式能够实现自动批量检测,且称重误差仅为±0.025 g。

摘要：在精密电测领域,鲜有面向交流自动测试系统的专用同轴扫描开关。针对于此,设计了一种4线制-15通道全同轴扫描开关装置。该装置以步进电机精密运动控制为基础,拖动快插式同轴线组件做X-Y双向定位运动,实现同轴测量通道的可靠自动切换。通过自主设计柔性对接机构,消除因运动失准导致的通道对接误差及不可逆物理损伤风险。通过分析通道热电势、泄漏阻抗、寄生电容、感性耦合电势等寄生参数的产生机理,明确了影响扫描开关电气特性的关键设计参数,进而提出针对性优化设计方法。测试结果表明,所研制扫描开关装置的通道热电势小于±50 nV,通道对地泄漏阻抗达到10^(14)Ω量级,通道间寄生电容小于1×10^(-5) pF,通道间的感性耦合系数小于1.2×10^(-10) H。

摘要：在可编程约瑟夫森量子电压标准系统中,快速并准确地计算各约瑟夫森子结阵的偏置状态是实现量子电压精准输出的前提。传统的枚举-索引算法通过遍历所有可能的偏置组合以寻找最优解,因此计算效率较低,难以适应量子电压非周期性连续变换输出等特殊应用场景。基于此,提出了一种面向三进制可编程约瑟夫森结阵的偏置组合算法。首先根据各子结阵中包含的约瑟夫森单结数量特征对子结阵进行自适应分组,并据此快速计算预偏置组合;进一步地,结合近似计算方法和量化误差补偿方法,克服预偏置组合中可能存在的子结阵失效、亚分辨率设计等特殊问题。实验结果表明,该算法在多种条件下均能找到最优偏置组合,并且计算效率明显优于传统的枚举-索引算法。